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摘要：近年来，无人机航拍系统在灾害监测、应急救灾等方面得到了迅速的普及。随着无人机空中技术的逐步成熟，该系统具有方便、成本低、有限的自然条件等优点，在大比例尺地形图测绘中得到了广泛的应用。因此，如何快速、有效地处理无人机数据成为低空无人飞行器航测系统研究的重点。
关键词：无人机；航测像控点；布设方法
1像控点航摄前布测的可行性分析
1.1规划的航线与GPS记录的曝光点位置差值的统计
现在无人机航摄数据像控点的布设主要是依据基线的跨度，因为无人机上的自驾系统，能够保证旁向堆叠度的稳定性，而等距离曝光的方法，也保证了基线长度的稳定性，这都为无人机航摄前布测像控点供给了依据。选择5个不一样区域进行试验，试验区地形以平地为主，内有公路、水系、居民地、工矿及犁地等多种田类。航摄相机为Canon5DMarKII，航高为500m，航向堆叠度为80%，旁向堆叠度为50%，地上分辨率为0.1m。依据GPS记载的曝光点数据，核算空间点到直线的向量大小和距离，来统计分析曝光点违背计划航线的程度。GPS记载的曝光点数据，在飞行方向矢量大小为0m，在垂直航线上偏移矢量最大值为5.054m，偏移距离最大为5.961m，阐明该无人机自驾仪的导航精度在6m以内，因而航摄前布测像控点是可行的。
1.2 GPS记载的曝光点方位与自由网平差解算后曝光点的方位对比
平差解算后的外方位元素，决定着成像瞬间开麦拉的方位和姿态，也是布测像控点的依据。将自驾仪GPS记载的曝光点方位与自由网平差解算的曝光点方位对比，来阐明GPS记载的曝光方位点坐标的可靠性。GPS记载的曝光点方位与自由网平差解算后曝光点方位之间的距离误差最大为5.607m，也就阐明GPS记载的曝光点方位精度在6m以内，所以事前布设像控点是可行的。
1.3规范中对像控点布测的要求
依据航空摄影测量有关规范的要求，像控点的布设要满意：像控点通常应在航向三度堆叠和旁向堆叠中线邻近，艰难时可布设在航向堆叠规模内。在像片上应布在规范方位上，也即是经过像主点垂直于方位线的直线邻近。像控点距像片边际的距离不得小于1cm。点位有必要脱离像片上的各类象征。像控点通常应脱离方位线的距离应大于4.5cm；旁向堆叠过大时，脱离方位线的距离应大于3cm，可别离布点；旁向堆叠过小时，操控点在相邻两航线上不能共用而须别离布点时，两操控点之间裂开的垂直距离通常应小于1cm，艰难时不得大于2cm。依据以上要求，将无人机印象按份额换算可得到像控点的布设规模。如现在无人机航测常用的佳能5DMarKII相机，假定地上分辨率为0.1m，航向堆叠度为80%，旁向堆叠度为50%，经过核算可得知像控点的可布设规模，规模大约为175.8m×135.3m。
假设：运用像幅较大的相机航摄，如佳能5DRS相机，按上述平等条件下核算可布设的规模为：181.6.8m×207.7m。由此可知，像幅越大，平等条件下可布测像控点的规模也越大。
1.4摄前布设像控点流程
考虑到实践核算的曝光点方位与计划航线的差值，以及飞行姿态的影响，在工作中恰当减小像控点可布设的规模，能够提高航摄前法布测像控点的可靠性。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆依据成图规模线和计划航线，以及运用的相机和航高，程序主动核算像控点的布设规模，为了提高像控点的可靠性和精度，在测区的边角布设双点，点位不是很理想的区域加测备用点，外业依据像控点可布设的规模，导航到实地找点、测量，并做补白。关于地上没有适宜的目标可用的区域制造地标，并做好符号，实地测量。
2无人机航测像控点布设
2.1数据准备
某1∶1000航测成图项目，测区面积约50km2，测区最大高差43m，飞行采用天宝UX5固定翼无人机，影像拍摄采用Sony-α5100微单像机，航飞前检定像机畸变参数；按1∶1000成图规范要求，根据无人机续航时间短、像幅小的特点，设计飞行47个架次。
2.2像控点布设
传统航测要求在航向及旁向6片重叠区布点，1∶1000航测外业规范要求平高点间基线数为2～4条，但无人机影像基线短，采用传统方法布点工作量大，性价比低。目前针对无人机的像控布点方案主要有以下几种：1）边角均匀布点，在试验区四边均匀布设，同时内部加少量像控点；2）边角加密布点，在试验区边角增加像控点，同时内部加少量像控点；3）格网布点，将试验区分为若干个格网，每个格网内部加控制点。
2.3空三试验及结果分析
试验区所有像控点均为平高点，全部参与空三平差，设置像点残差的限差值和控制点的权值，完成区域网平差，同时保证每个像控点刺点准确无误。
通过对不同控制点布设方案的试验结果进行对比，可以得出：对于定向点的精度，格网布点效果较好，这种方法对整个区域网的控制比较均匀，但是外业工作量相对较大；对于检查点的精度，边角加密精度最高，这种方法对区域网的薄弱环节控制得较好；综合考虑定向点和检查点的精度，边角加密的精度略好于其他2种。因此，应加强区域网边角控制，区域网内部就不需要布设过多的控制点。
3结果分析
在精度方面，根据匹配原理可知，像控点方位反算像点坐标的精度首要取决于像控点物点坐标X、Y、Z的精确度以及像片外方位元素XS、YS、ZS、ω、ψ、κ的精度。外方位元素XS、YS、ZS、ω、ψ、κ能够凭借Inpho软件经过自由网平差后取得更为精确的外方位元素，但是自由网平差也是后期空中三角测量的必要过程，选用此种方式仅仅改变了传统的工作流程，并未添加其工作量。物点坐标X、Y是经人工干预后取得的精确值，而物点的Z坐标无法精确获取，这篇文章是选用测区的平均高程作为物点的Z坐标，由于Z坐标不精确带来的差错首要取决航飞高度H以及像点到像主点的距离r，航飞高度越高，像点到像主点距离r就越小，匹配差错越小，反之则越大。因而，程序会选择那些像控点对应的像点方位更为接近基地的像片作为刺点像片，以减小匹配的差错。在工作功率方面，像控点主动布设程序省去了传统办法中大部分的手工操作过程，该程序首要的手工操作仅仅是主动生成像控散布文件之后，根据交通便当、地物明晰的准则对部分像控点进行略微调整。在主动匹配刺点范围图时，程序选用多线程并行的形式处理印象，大大提高了印象的处理功率。经过试验研究，比较传统的手工布设办法，这篇文章所采取的办法将布设功率提高了5-10倍。
结语：无人机影像像控点的自动布设能够极大地提高像控布设效率，并且利用该种方法获取的像控分布图（KMZ文件）及航空影像刺点范围图能够满足外业刺点精度要求，大大减少了内业工作量和生产成本，有利于提高无人机数据生产的整体效率。
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论文作者:王立波
论文发表刊物:《基层建设》2017年第28期
论文发表时间:2018/1/2
标签：无人机论文; 精度论文; 方位论文; 边角论文; 像片论文; 规模论文; 试验区论文; 《基层建设》2017年第28期论文;